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第一篇 机械优化设计概论和常用优化方法1

第一章 概论1

1-1 优化技术的发展和应用概况1

一、优化设计的含义1

二、优化技术在机械设计中的应用1

1-2 机械优化设计的数学模型和过程2

一、设计变量2

二、目标函数3

三、设计约束4

四、优化设计的一般过程5

第二章 一维问题优化方法6

2-1 一维搜索区间的确定6

2-2 常用的一维优化方法7

一、黄金分割法7

二、二次插值法(抛物线法)9

第三章 无约束多维问题的优化方法14

3-1 坐标轮换法(变量轮换法)14

3-2 变尺度法(DFP法)17

3-3 单纯形法22

3-4 包威尔法26

一、原始Powell法26

二、修正Powell法27

第四章 约束最优化方法32

4-1 约束随机方向法32

一、基本原理32

二、算法和计算框图35

4-2 复合形法36

一、基本原理36

二、初始复合形的产生38

三、调优迭代原则38

4-8 惩罚函数法42

一、惩罚函数外点法42

二、惩罚函数内点法45

三、惩罚函数混合法48

四、惩罚函数法的特点48

4-4 网格法49

一、网格法的搜索过程49

二、网格法的计算步骤与框图49

第二篇 拖拉机零部件优化设计52

第一章 离合器压紧弹簧优化设计52

1-1 螺旋弹簧的优化设计52

一、螺旋弹簧的主要参数52

二、数学模型的建立53

三、计算框图及源程序55

1-2 碟形弹簧的优化设计61

一、数学模型的建立61

二、计算框图及源程序65

第二章 机械式变速箱优化设计75

2-1 普通变速箱优化设计75

一、机械式变速箱传动类型及其特点75

二、计算程序编制原则78

三、数学模型的建立80

四、计算框图及源程序87

五、程序使用说明95

2-2 行星机构的优化设计120

一、数学模型的建立121

二、计算框图及源程序128

第三章 中央传动优化设计142

3-1 数学模型的建立142

一、目标函数和设计变量142

二、约束条件144

三、确定其它参数的数学模型147

3-2 程序框图及源程序149

一、符号对照149

二、优化方法选择和框图151

三、应用举例151

四、源程序和运行结果158

第四章 差速器的优化设计164

4-1 数学模型的建立164

一、设计变量和目标函数164

二、约束条件166

4-2 计算框图及源程序169

一、符号对照169

二、优化方法及框图170

三、应用举例170

四、源程序和运行结果170

第五章 最终传动的优化设计179

5-1 数学模型的建立179

一、目标函数和设计变量179

二、约束条件180

5-2 计算框图及源程序184

一、符号对照184

二、优化方法及框图185

三、应用举例185

四、源程序和运行结果187

第六章 拖拉机转向梯形的优化设计196

6-1 转向梯形的基本参数196

6-2 数学模型的建立197

一、设计目标的评价条件197

二、梯形参数m、y的限制条件197

三、数学模型197

6-3 计算框图及源程序198

一、符号对照198

二、优化方法和计算框图198

三、应用举例200

四、源程序和运行结果200

第七章 制动器优化设计204

7-1 制动器的工作情况204

7-2 数学模型的建立206

一、基本参数206

二、目标函数206

三、约束条件206

7-3 计算框图及源程序207

一、符号对照207

二、优化方法及框图207

三、应用举例209

四、源程序和运行结果209

第八章 弹性悬架的优化设计214

8-1 悬架的功用和设计要求214

一、悬架的功用214

二、对悬架设计的要求215

三、本章内容提要215

8-2 数学模型215

一、已知参数215

二、目标函数、设计变量和约束条件216

8-3 计算框图及源程序231

一、符号对照231

二、优化方法和框图234

三、应用举例239

四、源程序和运行结果240

第九章 悬挂机构的优化设计261

9-1 数学模型的建立261

一、目标函数261

二、设计变量选择265

三、约束条件266

9-2 计算框图及源程序270

一、符号对照270

二、优化方法选择和框图271

三、应用举例273

四、源程序和运行结果274